Chi tiết ống thép thành dày

Ống thép có tỷ lệ đường kính ngoài so với độ dày thành ống nhỏ hơn 20 được gọi là...ống thép thành dày.
Chủ yếu được sử dụng làm ống khoan địa chất dầu khí, ống cracking cho ngành công nghiệp hóa dầu, ống nồi hơi, ống ổ trục, ống kết cấu độ chính xác cao cho ô tô, máy kéo và hàng không, v.v.
Quy trình sản xuất ống thép liền mạch 1. Cán nóng (ống thép liền mạch đùn): phôi ống tròn → nung nóng → đục lỗ → cán chéo ba trục, cán liên tục hoặc đùn → cắt ống → định cỡ (hoặc giảm kích thước) → làm nguội → nắn thẳng → kiểm tra thủy lực (hoặc phát hiện khuyết tật) → đánh dấu → lưu kho
Nguyên liệu thô để cán ống thép liền mạch là phôi ống tròn, được cắt bằng máy cắt thành các thanh dài khoảng 1 mét, và được vận chuyển đến lò nung bằng băng tải. Thanh phôi được đưa vào lò nung để nung nóng, nhiệt độ khoảng 1200 độ C. Nhiên liệu là hydro hoặc axetylen. Việc kiểm soát nhiệt độ trong lò nung là vấn đề then chốt. Sau khi ống tròn ra khỏi lò nung, nó phải được đục lỗ bằng máy đục lỗ áp lực. Thông thường, máy đục lỗ phổ biến hơn là máy đục lỗ hình nón. Loại máy đục lỗ này có hiệu suất sản xuất cao, chất lượng sản phẩm tốt, đường kính lỗ mở rộng lớn và có thể sử dụng được với nhiều loại thép khác nhau. Sau khi đục lỗ, phôi ống tròn được cán chéo liên tục, cán liên tục hoặc ép đùn bằng ba trục lăn. Sau khi ép đùn, ống phải được lấy ra để định cỡ. Định cỡ bằng cách khoan lỗ vào phôi bằng mũi khoan hình nón quay tốc độ cao để tạo thành ống. Đường kính trong của ống thép được xác định bởi chiều dài đường kính ngoài của mũi khoan máy cắt định cỡ. Sau khi cắt định cỡ, ống thép được đưa vào tháp giải nhiệt và được làm mát bằng cách phun nước. Sau khi nguội, ống thép sẽ được nắn thẳng. Sau khi nắn thẳng, ống thép được vận chuyển đến máy dò khuyết tật kim loại (hoặc máy kiểm tra thủy lực) bằng băng tải để phát hiện các khuyết tật bên trong. Nếu có vết nứt, bọt khí và các vấn đề khác bên trong ống thép, chúng sẽ được phát hiện. Sau khi kiểm tra chất lượng ống thép, cần phải lựa chọn thủ công nghiêm ngặt. Sau khi kiểm tra chất lượng ống thép, số sê-ri, thông số kỹ thuật, số lô sản xuất, v.v. được sơn bằng sơn. Và được cẩu vào kho bằng cần cẩu.
2. Ống thép liền mạch kéo nguội (cán): phôi ống tròn → nung nóng → đục lỗ → tạo đầu → ủ → tẩy gỉ → phủ dầu (mạ đồng) → kéo nguội nhiều lần (cán nguội) → ống phôi → xử lý nhiệt → nắn thẳng → Kiểm tra thủy tĩnh (phát hiện khuyết tật) → Đánh dấu → Lưu trữ.
Phân loại sản xuất ống thép liền mạch – ống cán nóng, ống cán nguội, ống kéo nguội, ống ép đùn, ống ép bằng phương pháp ép đùn
1. Ống thép liền mạch kết cấu (GB/T8162-1999) là loại ống thép liền mạch được sử dụng cho các công trình xây dựng nói chung và các công trình cơ khí.
2. Ống thép liền mạch dùng để vận chuyển chất lỏng (GB/T8163-1999) là loại ống thép liền mạch thông dụng được sử dụng để vận chuyển các chất lỏng như nước, dầu và khí.
3. Ống thép liền mạch dùng cho nồi hơi áp suất thấp và trung bình (GB3087-1999) được sử dụng để sản xuất ống dẫn hơi quá nhiệt, ống dẫn nước sôi cho nồi hơi áp suất thấp và trung bình với nhiều cấu trúc khác nhau, ống dẫn hơi quá nhiệt, ống khói lớn, ống khói nhỏ và gạch vòm cho nồi hơi đầu máy xe lửa. Ống thép liền mạch chất lượng cao làm từ thép kết cấu carbon cán nóng và kéo nguội.
4. Ống thép liền mạch dùng cho nồi hơi áp suất cao (GB5310-1995) là loại ống thép liền mạch chịu nhiệt chất lượng cao làm từ thép carbon, thép hợp kim và thép không gỉ, dùng cho bề mặt gia nhiệt của nồi hơi ống nước áp suất cao trở lên.
5. Ống thép liền mạch chịu áp suất cao dùng cho thiết bị sản xuất phân bón hóa học (GB6479-2000) là loại ống thép liền mạch chất lượng cao làm từ thép kết cấu cacbon và thép hợp kim, phù hợp với thiết bị và đường ống hóa chất có nhiệt độ làm việc từ -40 đến 400°C và áp suất làm việc từ 10 đến 30 mA.
6. Ống thép liền mạch dùng cho quá trình cracking dầu mỏ (GB9948-88) là loại ống thép liền mạch thích hợp cho ống lò nung, bộ trao đổi nhiệt và đường ống trong các nhà máy lọc dầu.
7. Ống thép dùng cho khoan địa chất (YB235-70) là loại ống thép được các bộ phận địa chất sử dụng để khoan lấy mẫu lõi. Theo công dụng, chúng có thể được chia thành ống khoan, cổ khoan, ống lấy mẫu lõi, ống bao và ống lắng đọng.
8. Ống thép liền mạch dùng cho khoan lõi kim cương (GB3423-82) là loại ống thép liền mạch được sử dụng làm ống khoan, cần lấy mẫu lõi và vỏ ống cho quá trình khoan lõi kim cương.
9. Ống khoan dầu (YB528-65) là loại ống thép liền mạch dùng trong khoan dầu, có phần dày lên ở cả hai đầu, bên trong và bên ngoài. Có hai loại ống thép: có ren và không ren. Ống có ren được nối với nhau bằng các khớp nối, còn ống không ren được nối với nhau bằng các khớp nối dụng cụ bằng phương pháp hàn đối đầu.
10. Ống thép liền mạch cacbon dùng cho tàu thủy (GB5213-85) là ống thép liền mạch cacbon dùng để sản xuất hệ thống đường ống chịu áp lực cấp I, hệ thống đường ống chịu áp lực cấp II, nồi hơi và bộ siêu nhiệt. Nhiệt độ làm việc của thành ống thép liền mạch cacbon không vượt quá 450°C, và nhiệt độ làm việc của thành ống thép liền mạch hợp kim vượt quá 450°C.
11. Ống thép liền mạch dùng cho vỏ trục bán nguyệt ô tô (GB3088-82) là ống thép liền mạch cán nóng chất lượng cao làm từ thép kết cấu cacbon và thép kết cấu hợp kim dùng để sản xuất vỏ trục bán nguyệt ô tô và ống trục vỏ trục dẫn động.
12. Ống nhiên liệu áp suất cao cho động cơ diesel (GB3093-86) là ống thép liền mạch kéo nguội dùng để sản xuất ống áp suất cao cho hệ thống phun nhiên liệu của động cơ diesel.
13. Ống thép liền mạch có đường kính trong chính xác dùng cho xi lanh thủy lực và khí nén (GB8713-88) là ống thép liền mạch có đường kính trong chính xác được kéo nguội hoặc cán nguội, dùng để sản xuất xi lanh thủy lực và khí nén.
14. Ống thép liền mạch chính xác kéo nguội hoặc cán nguội (GB3639-83) là loại ống thép liền mạch chính xác được kéo nguội hoặc cán nguội với độ chính xác kích thước cao và bề mặt hoàn thiện tốt, dùng cho các kết cấu cơ khí và thiết bị thủy lực. Việc sử dụng ống thép liền mạch chính xác để chế tạo các kết cấu cơ khí hoặc thiết bị thủy lực có thể tiết kiệm đáng kể thời gian gia công, cải thiện hiệu quả sử dụng vật liệu và giúp nâng cao chất lượng sản phẩm.
15. Ống thép liền mạch không gỉ kết cấu (GB/T14975-1994) là ống thép liền mạch được cán nóng (ép đùn, giãn nở) và kéo nguội (cán).
16. Ống thép không gỉ liền mạch dùng để vận chuyển chất lỏng (GB/T14976-1994) là loại ống thép không gỉ liền mạch được cán nóng (ép đùn, giãn nở) và kéo nguội (cán).
17. Ống thép liền mạch hình dạng đặc biệt là thuật ngữ chung dùng để chỉ các loại ống thép liền mạch có hình dạng mặt cắt ngang khác với ống tròn. Dựa trên hình dạng và kích thước mặt cắt ngang của ống thép, nó có thể được chia thành các loại: ống thép liền mạch hình dạng đặc biệt có độ dày thành bằng nhau (mã hiệu D), ống thép liền mạch hình dạng đặc biệt có độ dày thành khác nhau (mã hiệu BD) và ống thép liền mạch hình dạng đặc biệt có đường kính thay đổi (mã hiệu BJ). Ống thép liền mạch hình dạng đặc biệt được sử dụng rộng rãi trong các bộ phận kết cấu, dụng cụ và các bộ phận cơ khí khác nhau. So với ống tròn, ống hình dạng đặc biệt thường có mômen quán tính và môđun mặt cắt lớn hơn, đồng thời có khả năng chống uốn và xoắn cao hơn, giúp giảm đáng kể trọng lượng kết cấu và tiết kiệm thép.
Nhìn chung, ống thép liền mạch được sản xuất bằng phương pháp cán nóng hoặc cán nguội từ các loại thép kết cấu cacbon chất lượng cao như 10, 20, 30, 35, 45, 16Mn, 5MnV và các loại thép kết cấu hợp kim thấp khác, hoặc 40Cr, 30CrMnSi, 45Mn2, 40MnB và các loại thép hợp kim khác. Ống thép liền mạch làm từ thép cacbon thấp như 10 và 20 chủ yếu được sử dụng cho các đường ống dẫn chất lỏng. Ống thép liền mạch làm từ thép cacbon trung bình như 45 và 40Cr được sử dụng để sản xuất các bộ phận cơ khí, chẳng hạn như các bộ phận chịu lực của ô tô và máy kéo. Nói chung, ống thép liền mạch cần được kiểm tra độ bền và độ dẹt. Ống thép cán nóng được giao ở trạng thái cán nóng hoặc đã xử lý nhiệt; ống thép cán nguội được giao ở trạng thái đã xử lý nhiệt. Ống thép liền mạch dùng cho nồi hơi áp suất thấp và trung bình: được sử dụng để sản xuất các loại nồi hơi áp suất thấp và trung bình, ống dẫn hơi quá nhiệt, ống dẫn nước sôi, ống dẫn nước tường, ống dẫn hơi quá nhiệt cho nồi hơi đầu máy xe lửa, ống khói lớn, ống khói nhỏ và ống gạch vòm, v.v.
Ống thép liền mạch cán nóng hoặc cán nguội (cán định hình) được làm từ thép kết cấu cacbon chất lượng cao. Chủ yếu được làm từ thép số 10 và số 20. Ngoài việc đảm bảo thành phần hóa học và tính chất cơ học, cần phải thực hiện các thử nghiệm thủy tĩnh, thử nghiệm uốn, thử nghiệm loe và thử nghiệm làm phẳng. Ống cán nóng được giao ở trạng thái cán nóng, còn ống cán nguội (cán định hình) được giao ở trạng thái đã qua xử lý nhiệt.
18. Tiêu chuẩn GB18248-2000 (ống thép liền mạch dùng cho bình khí) chủ yếu được sử dụng để chế tạo các loại bình khí và bình thủy lực. Các vật liệu tiêu biểu bao gồm 37Mn, 34Mn2V, 35CrMo, v.v.
Công thức tính toán và ví dụ cho ống thép liền mạch: (kg/m) W = 0,02466 × S (D – S) D = đường kính ngoài S = độ dày thành ống
Tìm trọng lượng trên mỗi mét của một ống thép liền mạch có đường kính ngoài 60 mm và độ dày thành 4 mm. Trọng lượng trên mỗi mét = 0,02466 × 4 × (60 – 4 ) = 5,52 kg 9. Ống khoan dầu (YB528-65) là một ống thép liền mạch được sử dụng trong khoan dầu với phần dày lên bên trong hoặc bên ngoài ở cả hai đầu. Có hai loại ống thép: có ren và không ren. Ống có ren được nối với nhau bằng các khớp nối, còn ống không ren được nối với nhau bằng các khớp nối dụng cụ bằng phương pháp hàn đối đầu.
GB3088-82) là loại ống thép liền mạch cán nóng chất lượng cao làm từ thép kết cấu cacbon và thép kết cấu hợp kim, dùng để sản xuất vỏ bán cầu ô tô và ống trục vỏ trục dẫn động.
10. Ống thép liền mạch cacbon dùng cho tàu thủy (GB5213-85) là ống thép liền mạch cacbon dùng để sản xuất hệ thống đường ống chịu áp lực cấp I, hệ thống đường ống chịu áp lực cấp II, nồi hơi và bộ siêu nhiệt. Nhiệt độ làm việc của thành ống thép liền mạch cacbon không vượt quá 450°C, và nhiệt độ làm việc của thành ống thép liền mạch hợp kim vượt quá 450°C.
11. Ống thép liền mạch dùng cho vỏ trục bán nguyệt ô tô (GB3088-82) là ống thép liền mạch cán nóng chất lượng cao làm từ thép kết cấu cacbon và thép kết cấu hợp kim dùng để sản xuất vỏ trục bán nguyệt ô tô và ống trục vỏ trục dẫn động.
12. Ống dẫn dầu áp suất cao cho động cơ diesel (GB3093-2002) là ống thép liền mạch kéo nguội dùng để sản xuất ống dẫn áp suất cao cho hệ thống phun nhiên liệu của động cơ diesel.
13. Ống thép liền mạch có đường kính trong chính xác dùng cho xi lanh thủy lực và khí nén (GB8713-88) là ống thép liền mạch có đường kính trong chính xác được kéo nguội hoặc cán nguội, dùng để sản xuất xi lanh thủy lực và khí nén.
Sự khác biệt lớn nhất giữa ống thép thành dày và ống thép thành mỏng nằm ở độ dày của thành ống thép.
Nhìn chung, ống thép thành mỏng thường được sản xuất bằng công nghệ kéo nguội, trong khi ống thép thành dày thường sử dụng công nghệ kéo nóng. Nếu phân biệt theo đơn vị đo, thì thông thường ống thép thành dày được coi là có tỷ lệ độ dày thành/đường kính ống bằng 0,02, còn ống thép thành mỏng được coi là có tỷ lệ độ dày thành/đường kính ống nhỏ hơn 0,02.
Loại lớn nhất là ống thép thành mỏng, và loại lớn hơn là ống thép thành dày. Về mặt ứng dụng, ống thép thành mỏng chủ yếu được dùng cho đường ống dẫn. Còn ống thép thành dày chủ yếu được dùng làm vật liệu chịu lực cho các bộ phận rỗng. Chúng được sử dụng trong các đường ống chịu áp lực và các đường ống quan trọng.
Quy định và ứng dụng của ống thép thành dày trong kỹ thuật
1. Các quy định tương ứng và các quy định khác nhau về việc lựa chọn và sử dụng thực tế các phụ kiện đường ống thành dày
Khi lựa chọn hoặc sử dụng các phụ kiện đường ống thành dày, trước hết phải tuân thủ các quy định và tiêu chuẩn liên quan, đặc biệt là trong trường hợp vận chuyển các chất lỏng cực kỳ nguy hiểm, chất dễ cháy và khí áp suất cao. Trên cơ sở đó, loại phụ kiện đường ống chủ yếu được xác định theo mục đích và điều kiện sử dụng (áp suất, nhiệt độ, môi chất). Các quy định/tiêu chuẩn liên quan chủ yếu được liệt kê dưới đây chỉ để tham khảo.
1) Luật Giám sát An toàn Thiết bị Chuyên dụng;
2) Danh sách các quy định về kiểm tra an toàn thiết bị chuyên dụng;
3) Quy định về quản lý và giám sát an toàn đường ống dẫn áp lực;
4) Quy định về giám sát chất lượng thiết bị đặc biệt và giám sát an toàn;
5) Quy định về giám sát và quản lý thiết kế/sản xuất/lắp đặt thiết bị chuyên dụng (dự thảo);
6) Quy định về giám sát kỹ thuật an toàn đường ống dẫn áp lực (dự thảo);
7) Thông số kỹ thuật an toàn cho đường ống kim loại công nghiệp (bản dự thảo);
2. Xác định cấp độ bền của phụ kiện đường ống
1) Đối với các phụ kiện đường ống có cấp độ được chỉ định bằng áp suất danh nghĩa hoặc định mức áp suất-nhiệt độ xác định, định mức áp suất-nhiệt độ được quy định trong tiêu chuẩn sẽ được sử dụng làm tham chiếu, chẳng hạn như GB/T 17185;
2) Tiêu chuẩn chỉ quy định độ dày danh nghĩa của ống thẳng được nối với nó, và định mức áp suất-nhiệt độ áp dụng được xác định theo mác ống tiêu chuẩn được quy định trong tiêu chuẩn, chẳng hạn như GB14383~GB14626.
3) Đối với các phụ kiện đường ống chỉ quy định kích thước bên ngoài trong các tiêu chuẩn, chẳng hạn như GB12459 và GB 13401, cường độ chịu lực của chúng phải được xác định thông qua các thử nghiệm kiểm chứng. 4) Đối với các phụ kiện khác, thiết kế áp suất hoặc phân tích lý thuyết phải được thực hiện theo các quy định liên quan để xác định tiêu chuẩn sử dụng. Ngoài ra, việc xác định cấp độ bền của phụ kiện đường ống không được thấp hơn áp suất trong điều kiện làm việc khắc nghiệt nhất mà toàn bộ hệ thống đường ống có thể gặp phải trong quá trình vận hành.
3. An toàn và tiết kiệm
Ngoài các loại kết cấu phụ kiện đường ống đã đề cập ở trên được sử dụng trong thực tế thi công đường ống, còn có các loại kết cấu phụ kiện đường ống khác để đáp ứng yêu cầu của các điều kiện làm việc khác nhau, đặc biệt là các điều kiện làm việc đặc biệt. Trong thiết kế hoặc lựa chọn kỹ thuật, cấp độ bền của phụ kiện đường ống càng cao thì độ an toàn càng cao, nhưng chi phí dự án càng lớn, điều này sẽ gây lãng phí không cần thiết.
Từ góc độ lợi ích kinh tế, trong khi đáp ứng các yêu cầu thiết kế kỹ thuật và giảm thiểu chi phí tối đa, thường dễ dẫn đến việc lựa chọn một số lượng nhỏ các phụ kiện đường ống, điều này không có lợi cho việc quản lý và điều tiết vật liệu xây dựng tại công trường cũng như nhu cầu thay đổi thiết kế, thay thế vật liệu, v.v. Do đó, việc lựa chọn phụ kiện đường ống cần kết hợp giữa an toàn và kinh tế, và nên giảm thiểu sự đa dạng của các phụ kiện đường ống càng nhiều càng tốt. Ngoài ra, các yếu tố như điều kiện thi công tại công trường, trình độ thi công và chu kỳ cung ứng phụ kiện đường ống cũng cần được chú trọng trong việc lựa chọn phụ kiện đường ống. Trong những trường hợp cụ thể, cần xem xét khả năng sử dụng các mối nối ống gia cường, khuỷu nối vát và uốn ống đường kính nhỏ tại công trường.
Đồng thời, cũng cần phải hiểu rõ năng lực sản xuất, sản phẩm và nguồn cung thị trường của các nhà sản xuất phụ kiện đường ống.
4. Các vấn đề trong tiêu chuẩn lựa chọn phụ kiện đường ống
1) Tiêu chuẩn phụ kiện đường ống trong nước chưa hoàn thiện, và các tiêu chuẩn phụ kiện đường ống chưa đồng bộ cần bao gồm cả tiêu chuẩn thông số loại phụ kiện đường ống và tiêu chuẩn vật liệu phụ kiện đường ống. Tuy nhiên, các tiêu chuẩn vật liệu thường không đầy đủ hoặc thiếu các yêu cầu về chất lượng và kỹ thuật như yêu cầu về hàng hóa, quy tắc kiểm tra và đóng gói, và chứng nhận chất lượng. Các tiêu chuẩn vật liệu phụ kiện đường ống không đồng bộ và thường được xây dựng dựa trên quan điểm và góc nhìn riêng, chứ không phải dựa trên toàn bộ hệ thống tiêu chuẩn đường ống chịu lực. Đối với việc lựa chọn trong kỹ thuật, có các tiêu chuẩn về ống, nhưng không có tiêu chuẩn tương ứng cho các sản phẩm rèn hoặc đúc. Thực tế là tiêu chuẩn cho các sản phẩm rèn của phụ kiện đường ống được lấy từ tiêu chuẩn cho các sản phẩm rèn của bình chịu lực, mà không xem xét sự khác biệt giữa hai loại, chẳng hạn như hàn, kiểm tra màng phim và các quy định khác.
2) Tiêu chuẩn về phụ kiện đường ống rất khác nhau, nội dung thiếu tính nhất quán và hệ thống, dẫn đến mâu thuẫn trong quá trình kết nối, gây bất tiện trong sử dụng.
3) Hiện không có tiêu chuẩn thử nghiệm loại nào cho phụ kiện đường ống. Chỉ có tiêu chuẩn GB12459 và GB13401 quy định cách tính áp suất cho thử nghiệm nổ của phụ kiện đường ống thép liền mạch hàn đối đầu và phụ kiện đường ống thép tấm hàn đối đầu. Các loại tiêu chuẩn thử nghiệm hoặc tiêu chuẩn thực hiện khác để đảm bảo chất lượng sản xuất phụ kiện đường ống thì không có.
Công thức tính trọng lượng của ống thép liền mạch: [(đường kính ngoài - độ dày thành) * độ dày thành] * 0,02466 = kg/m (trọng lượng trên mỗi mét)